Experimental Psoriasis Research: Overview of In Vitro Models Used


Creative Commons License

Uzun Ü., Demir Öksüz Z., Gün E., Sevgi S., Demirçi B.

1. Uluslararası Ankara Bilimsel Araştırmalar ve İnovasyon Kongresi, 21 - 22 Aralık 2024, ss.169-189, (Tam Metin Bildiri)

  • Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
  • Sayfa Sayıları: ss.169-189
  • Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
  • Karadeniz Teknik Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Psöriazis, epidermal hücrelerin hiperproliferasyonu ve diferansiyasyonuyla karakterize otoimmün kaynaklı kronik inflamatuvar bir dermatozdur. Psöriazisin patogenezi net olmamakla birlikte radikal tedavisi de mevcut değildir. Bu bağlamda, psöriazisle ilişkili hücresel sinyal yolaklarının preklinik çalışmalarla araştırılması kritiktir. Deneysel psöriazis araştırmalarında in vitro modeller in vivo modellere göre daha çok tercih edilmektedir. Mevcut çalışmada, in vitro psöriazis modellerinin kullanıldığı çalışmaların derlenmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda, 2020 2024 yılları arasında deneysel psöriazis araştırmalarında kullanılan in vitro yöntemler taranmış ve değerlendirilmiştir. Tarama yapılırken PubMed ve Google Scholar veri tabanlarında “in vitro”, "psoriasis", "LPS induced", “cytokine induced” ve “IMQ induced” anahtar kelimeleri kullanılarak derleme ve araştırma makaleleri tarandı. Ko-kültür, ex vivo ve in vitro 3D modeller çalışma kapsamı dışında bırakıldı. Çalışmamızda toplamda 67 adet araştırma makalesi değerlendirmeye alındı. Araştırma makalelerinin 44’ü sitokin; 22’si LPS ve 1’i IMQ modellerini içermektedir. Sitokinle indükleme yapılan 44 çalışmanın 34’ünde HaCaT, 5’inde NHEK hücresi kullanılmıştır. 14 çalışmada IL-1α, IL-17A, IL-22, Oncostatin-M ve TNF-α içeren M5 kokteylli (her bir sitokin 1-10 ng/mL konsantrasyon aralığında) serumlu ortamda çoğunlukla 24 saat inkübasyonla in vitro psöriazis indüklenmiştir. Yalnızca IL-22 ile indüklenen 9, TNF-α ile 12, IL-6 ile 2, IL-23 ile 1 ve IL17/A ile 8 çalışma mevcuttur. LPS’le indüklenen 22 çalışmanın 10 tanesi HaCaT; 3 tanesi RAW264.7 makrofaj; 6 tanesi RAW264.7 makrofaj ve HaCaT hücrelerinde yapılmıştır. Bu 22 çalışmadaki LPS (0.1-20 µg/mL aralığında) çoğunlukla %10 FBS içeren DMEM medyumda 24 saat inkübasyon olacak şekilde kullanılmıştır. IMK ile yapılan çalışmada ise HaCaT hücresi kullanılmış olup, model 100 µM konsantrasyonda 24 saat serumsuz besiyerinde oluşturulmuştur. Modellerin oluşumu hücre canlılık testleri (MTT ve CCK-8), ELISA testi, bazı sitokinlerin mRNA seviyelerindeki (IL-8, IL-1β ve IL-6 gibi) ve bazı proteinlerin (p-STAT3, p-IκBα ve p-p65 gibi) ekspresyon seviyelerindeki değişikliklerle doğrulanmıştır. Sonuç olarak, değerlendirilen 67 çalışma kapsamındaki in vitro psöriazis modellerinde tekliden ziyade çoğunlukla kombine sitokinlerin ve HaCaT hücrelerinin tercih edildiği gözlemlenmiştir.

Anahtar kelimeler: Psöriazis, in vitro, HaCaT, sitokin, LPS 

ABSTRACT Psoriasis is a chronic inflammatory dermatosis of autoimmune origin, characterized by hyperproliferation and differentiation of epidermal cells. The pathogenesis of psoriasis is still unclear, and radical treatment is not available yet. In this context, it is critical to investigate the cellular signaling pathways associated with psoriasis in preclinical studies. In experimental psoriasis research, in vitro models are more preferred than in vivo models. This study aims to provide a comprehensive look over the use of in vitro psoriasis model in research. In this context, in vitro methods used in experimental psoriasis research between 2020-2024 were screened and evaluated. PubMed and Google Scholar databases were searched for review and research articles using the keywords “in vitro”, “psoriasis”, “LPS induced”, “cytokine induced” and “IMQ induced”. Co-culture, ex vivo and in vitro 3D models were excluded, whereas a total of 66 research articles were included and evaluated in our study. Among the research articles included in the study, 44 contained cytokines, 22 contained LPS, and 1 contained IMQ- induced psoriasis models. 34 out of the 44 cytokine-induced studies used HaCaT cells and 5 studies used NHEK cells. In 14 studies, psoriasis was induced in vitro by incubation in serum medium with M5 cocktail containing IL-1α, IL-17A, IL-22, Oncostatin-M and TNF-α (in the concentration range of 1-10 ng/mL for each cytokine) for 24 hours. There were 9 studies where the model was induced with only IL-22, 12 with TNF-α, 2 with IL-6, 1 with IL-23, and 8 with IL-17/A. Of the 22 LPS-induced studies, 10 were performed in HaCaT, 3 in RAW264.7 macrophages and 6 in RAW264.7 macrophages and HaCaT cells. In these 22 studies, LPS (in the range of 0.1-20 µg/mL) was mostly used in %10 FBS DMEM medium with incubation for 24 hours. In the study with IMQ, HaCaT cells were used and the model was established in serum-free medium at a concentration of 100 µM for 24 hours. The establishment of the models was confirmed by cell viability tests (MTT and CCK-8), ELISA test, changes in mRNA levels of some cytokines (such as IL-8, IL-1β and IL-6) and expression levels of some proteins (such as p-STAT3, p-IκBα and p-p65). In conclusion, it was observed that cytokines cocktail use was preferred more than single cytokines, and along with HaCaT cells both were the mostly used in in vitro psoriasis models in the 67 studies evaluated.

Keywords: Psoriasis, in vitro, HaCaT, cytokine, LPS